Geozentrisches Weltbild

Im geozentrischen Weltbild steht, wie der Name schon sagt, die Erde (geo=Erde) im Zentrum, und zwar im absoluten Zentrum der Welt. Alles andere kreist um sie herum, also die Sonne, der Mond, die Planeten und sogar die Sterne. Die Erde selbst ruht im Mittelpunkt und bewegt sich überhaupt nicht. Diese Ansicht wurde im alten Griechenland geprägt und in Europa und den angrenzenden Gebieten allgemein akzeptiert und als wahr angesehen.

Vor allem Aristoteles machte sich Gedanken über den Aufbau der Welt. Er lebte von 384 bis 322 vor unserer Zeitrechnung im antiken Griechenland und war ein angesehener Philosoph, der sich in vielen Wissenschaften auskannte. Er beschäftigte sich unter anderem auch mit den Bewegungen der Himmelskörper und kam dann zu dem Schluss, dass sie augenscheinlich um die Erde kreisen.

Alles unterhalb des Mondes gehörte für ihn zu den sublunaren, irdischen Gefilden, die unvollkommen und veränderlich sind und von den Elementen Feuer, Erde, Luft und Wasser beherrscht werden.

Alles oberhalb des Mondes zählte zum Himmlischen, Überirdischen, das sich durch absolute Vollkommenheit auszeichnet und für alle Ewigkeit gleich bleibt.

Da Kugel und Kreis in der Antike als vollkommene geometrische Figuren galten, war für Aristoteles klar, dass die Himmelskörper perfekte Kugeln sind und sich auf vollkommenen Kreisbahnen bewegen.

Zeitstrahl Weltbilder

Claudius Ptolemäus griff um 140 nach Christus das Weltbild des Aristoteles wieder auf und versuchte, es mathematisch zu beschreiben. Das schaffte er mit einem komplizierten System aus Kreisen, Hilfskreisen und zusätzlichen Achsen. Nun war es möglich geworden, die Positionen der Himmelskörper auf Jahre im Voraus zu berechnen, was der Astrologie einen Aufschwung ermöglichte, die anhand der Planetenstellungen am Himmel Vorhersagen für Geschehnisse auf der Erde machen konnte.

Das geozentrische Weltbild hatte von Ptolemäus an über 1400 Jahre Bestand und wurde erst im 16. Jahrhundert vom heliozentrischen System des Kopernikus abgelöst, das die Sonne im Mittelpunkt sieht und die Erde zu einem einfachen Planeten macht.

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Aufbau des geozentrischen Weltbildes

Das geozentrische Weltbild ist gar nicht so abwegig, auch wenn es falsch ist. Es entspricht einfach dem, was man tagtäglich am Himmel mitverfolgen kann: Alle Himmelskörper wandern im Tagesverlauf über den Himmel, tagsüber die Sonne und manchmal der Mond, und nachts der gesamte Sternenhimmel, der Mond und die Planeten. Am nächsten Tag haben sie alle ihre Runde vollendet und beginnen eine neue Wanderung.

Die Sterne behalten dabei ihre Position zueinander bei und bewegen sich alle gemeinsam. Die Abstände zueinander sind dabei fest oder fix, deshalb heißen sie Fixsterne. In der Antike meinte man, die Sterne seien alle gleich weit von der Erde entfernt und würden an einer Kristallschale befestigt sein, die die Erde umgibt.

Geozentrisches Weltbild nach Ptolemaeus

Diese Schale drehe sich mitsamt den Sternen einmal am Tag um die Erde, die im Zentrum sitzt. Allerdings, so musste man schon damals zugeben, drehe sich die Schale mit atemberaubender Geschwindigkeit um die Erde.

Eine Animation dieser Vorstellung gibt es auf der Seite Ptolemaisches Weltbild.

Dass sich manche Lichtpünktchen einfach zwischen den Fixsternen hindurchbewegen und ihre Position zu ihnen verändern, erkannte man natürlich auch schon in der Antike. Man bezeichnete diese 'Sterne' mit dem Begriff 'Planet', was übersetzt Wandelstern bedeutet. Da jeder dieser Planeten eine eigene Bewegung vollführt, unabhängig von den anderen, musste also auch jeder seine eigene Kristallschale bekommen, an der er befestigt ist, damit er nicht auf die Erde stürzt.

Sonne und Mond wurden ebenfalls als Planeten angesehen. So also kann man sich das geozentrische Weltbild der Antike vorstellen (siehe Abbildung!): die Erde sitzt im Zentrum, die Himmelskörper bewegen sich auf Kristallschalen um die Erde herum, und zwar in der Reihenfolge Mond, Merkur, Venus, Sonne, Mars, Jupiter und Saturn (mehr Planeten waren damals noch nicht bekannt).

Ganz außen auf der äußeren Schale sitzen die Sterne und drehen sich ebenfalls mit ihrer Kristallsphäre um die Erde. Da die Schalen Kugelgestalt besitzen, bewegen sich die Himmelskörper auf perfekten Kreisbahnen.


Probleme mit dem Weltbild

Das geozentrische Weltbild beschreibt die täglichen Bewegungen der Himmelskörper auf den ersten Blick recht gut. Wer sich aber intensiver mit der Astronomie auseinandersetzt und vor allem ein guter Beobachter ist, wird bald einige Ungereimtheiten finden, die nicht so gut in das System passen wollen.

EpizykelausschnittSo haben wir zum Beispiel die Helligkeitsschwankungen der Planeten. Bei Mars kann man das z.B. sehr gut erkennen. In einem Jahr ist er sehr hell und leuchtet ganz auffällig vom Himmel herunter. Im nächsten Jahr dagegen ist er unscheinbar und kaum von den Sternen zu unterscheiden. Der Übergang vollzieht sich ganz allmählich.

Daraus lässt sich schließen, dass uns der Mars manchmal recht nahe kommt und manchmal sehr weit von uns entfernt ist, was ja in der Tat so ist. Im geozentrischen System beschreibt er einen Kreis um die Erde, in dessen Mittelpunkt sich die Erde befindet, also ist er immer gleich weit von uns entfernt.

Außerdem vollführt Mars ab und zu merkwürdige Schleifen am Himmel. Erst wird er in seiner Bewegung vor dem Sternenhimmel immer langsamer, kommt dann zum Stillstand und bewegt sich plötzlich entgegen der ursprünglichen Richtung. Nach kurzer Zeit (einigen Wochen) hält er wieder an und kehrt um, setzt also seinen Weg nun in der alten Richtung fort. Eine Animation dazu ist auf der Seite 'Mars beobachten' zu finden.

Um dieses Problem zu umgehen, dachte sich Ptolemäus ein System aus Kreisen und Hilfskreisen aus, sogenannten Epizykeln.

Auf dem Hauptkreis, dem Deferenten, sollte ein kleinerer Kreis sitzen, der Epizykel, an dem der Mars befestigt ist. Beide Kreise drehen sich, und der Epizykel führt den Mars. So verändert sich die Entfernung zwischen Mars und Erde, er kommt uns näher (und leuchtet am Himmel auffällig hell) und entfernt sich dann wieder (und wirkt am Himmel blass und unscheinbar). Auch die Schleifenbewegung lässt sich so gut nachstellen (siehe auch Epizykelanimation).

Allerdings ist ein solches System nicht praxistauglich. Eine Kristallschale, an denen die Planeten befestigt sein sollen, damit sie nicht herunterfallen, könnte solcherart Bewegungen nicht ausführen. Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass man sich nicht fragen sollte, wie denn Deferent und Epizykel miteinander verbunden sind. In der Grafik ist es eine schwarze Linie, die die beiden verbindet und ihre Bewegungen synchronisiert. Aber was ist es im Weltall?

Das Modell beschreibt zwar die Bewegungen der Planeten recht gut, aber eben nur ungefähr. Die Ungenauigkeit ist groß.


Das Weltbild des Tycho Brahe

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Tycho Brahe entwarf ein neues geozentrisches Modell zu einer Zeit, als das heliozentrische System des Kopernikus schon bekannt war, aber nicht von allen anerkannt wurde, so auch nicht von Brahe. Er beließ die Erde im Zentrum, gab aber den beiden Planeten Merkur und Venus Umlaufbahnen um die Sonne.

Mitsamt der Sonne umkreisten sie dann wiederum die Erde. Mit dieser Ansicht lässt sich erklären, weshalb sich die beiden Planeten nie weit von der Sonne entfernen und weshalb sie nie mitten in der Nacht, also gegenüber der Sonne zu sehen sind.

Geozentrisches Weltbild nach Tycho Brahe

Auch die anderen Planeten sollten die Sonne umkreisen, und auch wieder mit ihr gemeinsam die Erde. So lassen sich die Helligkeitsschwankungen erklären, denn die Planeten bewegen sich zwar noch auf Kreisbahnen, haben aber nun unterschiedliche Abstände zur Erde. Allerdings tritt hier folgendes Problem auf: von Zeit zu Zeit überschneiden sich die Bahnen von Mond und Mars!

Ein Klick auf den roten Button in der obigen Animation blendet den Hintergrund aus und zeigt die Bahnen an, die die Planeten in diesem Weltbild nehmen. Dann ist die Überschneidung Mond/Mars gut zu erkennen.

Das tychonische Modell ist also ein etwas besseres geozentrisches Modell als das des Ptolemäus. Es konnte sich aber nicht mehr durchsetzen, denn die Zeit für das heliozentrische System war bereits angebrochen.

Tags: Weltbild

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